I ricercatori fanno risalire le cultivar di olivo a quattro principali fondatori genetici

Alcuni ricercatori spagnoli hanno realizzato un “atlante della discendenza dell’olivo”, il primo nel suo genere, che offre un quadro dettagliato, a tratti sorprendente, delle connessioni genetiche tra le varietà di olivo coltivate nel Mediterraneo e oltre.

La ricerca ricostruisce centinaia di relazioni genitore-prole e identifica modelli di discendenza che, in alcuni casi, sono rimasti oscuri per secoli. I risultati forniscono nuovi dettagli sulle origini e sulla diffusione della diversità dell’olivo, offrendo al contempo dati pratici con immediate applicazioni nel mondo reale.

«Volevamo un albero genealogico che i selezionatori e i responsabili delle banche genetiche potessero effettivamente utilizzare.» – Francisco Jesús Gómez-Gálvez, ricercatore

Secondo Francisco Jesús Gómez-Gálvez, autore principale dello studio, il lavoro è nato dall’attività di ricerca quotidiana presso la Banca Mondiale del Germoplasma dell’Olivo di Córdoba (WOGBC), una delle più grandi collezioni di questo tipo al mondo.

Nel corso di diversi anni, il team della WOGBC ha genotipizzato l’intera collezione, insieme al materiale di nuova acquisizione, utilizzando lo stesso pannello di 96 marcatori del DNA di nuova generazione. Ciò ha permesso ai ricercatori di distinguere cultivar realmente distinte dai duplicati conservati con nomi diversi.

Il set di dati risultante, ha affermato Gómez-Gálvez, «era qualcosa che nessuno aveva mai avuto prima: circa 840 cultivar distinte provenienti da tutto il Mediterraneo e oltre, tutte genotipizzate esattamente allo stesso modo».

Durante la revisione della letteratura scientifica, Gómez-Gálvez si è imbattuto in studi genealogici sulla vite e sul melo che utilizzavano marcatori SNP per ricostruire gli alberi genealogici di un gran numero di cultivar. L’idea di creare un atlante simile per le olive ha cominciato a prendere forma.

Riconoscendo il valore pratico e scientifico del progetto, ha avviato una ricerca di base che alla fine ha portato allo studio pubblicato quest’anno su BMC Plant Biology.

«Volevamo un albero genealogico che i selezionatori e i responsabili delle banche genetiche potessero effettivamente utilizzare», ha spiegato. «C’è anche una questione pratica alla base di tutto questo. Molte delle nuove cultivar selezionate per i moderni frutteti a siepe ad alta densità discendono direttamente o indirettamente da un’unica cultivar, l’Arbequina. Se si vuole mantenere la diversità nei programmi di selezione, occorre innanzitutto sapere come le cultivar siano imparentate tra loro».

Lo studio ha identificato quattro principali cultivar fondatrici: Gordal Sevillana, Safrawi, Toffehi Tataouine e Lechín de Granada.

Insieme, queste quattro varietà erano i genitori più probabili di 132 dei 280 discendenti assegnati con certezza, ovvero il 47,5% del totale. Tra queste, la Toffehi Tataouine non era mai stata precedentemente ritenuta in possesso di un ruolo così importante nella storia della coltivazione dell’olivo.

La Gordal Sevillana è stata identificata come genitore candidato in 91 terzetti affidabili e in 12 diverse coppie genitoriali, con sole tre coppie responsabili della maggior parte della sua progenie.

Gordal Sevillana e Lechín de Granada sono state identificate come la coppia genitoriale più probabile per 53 cultivar, provenienti principalmente dal Mediterraneo sud-occidentale. Tra queste figurano la Manzanilla de Sevilla, la Cornicabra, la Cordovil de Serpa e la Picholine Marocaine, oltre all’Azapa, una cultivar sudamericana diffusa in Cile e in Perù.

La scoperta della discendenza dell’Azapa ha portato i ricercatori a ipotizzare che antiche cultivar mediterranee, comprese alcune che si ritenevano perdute, possano essere state preservate nelle Americhe, dove hanno subito un’ulteriore diversificazione locale dopo la loro introduzione.

Abbinata alla Toffehi Tataouine in una combinazione mai segnalata in precedenza, la Gordal Sevillana è stata collegata a 19 cultivar, per lo più provenienti dalla Spagna settentrionale, ma anche all’Amargoso della Spagna meridionale, alla Grossanne in Francia e all’Abunara in Sicilia.

Con la Morchiaio, gli autori hanno identificato 10 discendenti, provenienti principalmente dai Balcani, tra cui la Buga e l’Oblica, oltre all’italiana Ascolana Tenera.

I dati cloroplastici hanno mostrato che la Gordal Sevillana era il donatore di polline nel suo incrocio con la Lechín de Granada, un ruolo che, secondo gli autori, ha svolto nella maggior parte di questi incroci, rafforzando la sua classificazione come fondatore maschile.

Safrawi è stato identificato come genitore candidato in 14 coppie parentali, generando 34 discendenti distinti. I suoi discendenti erano i più ampiamente distribuiti tra quelli dei quattro fondatori e includono la Karydolia in Grecia, la Rowghani in Iran, la Gerboui in Tunisia e la Farga in Spagna.

Tra i quattro fondatori, Safrawi è stato anche quello più spesso identificato nelle coppie parentali che hanno prodotto più di un discendente.

Toffehi Tataouine, descritta da Gómez-Gálvez come un fondatore dimenticato e recentemente abbinata geneticamente a un albero secolare nel nord della Spagna, è una cultivar poco conosciuta proveniente dalla Tunisia meridionale.

È apparsa in quattro coppie genitoriali. Oltre all’accoppiamento con la Gordal Sevillana, la sua combinazione più produttiva è stata quella con Safrawi, che ha prodotto 11 discendenti. Insieme alle cultivar della Spagna settentrionale Claramunt e Domengues, tra questi discendenti figurano la turca Ayvalik e diverse cultivar greche e albanesi.

La Lechín de Granada, sinonimo della cultivar greca Dafnelia, è stata identificata come genitore putativo di 57 cultivar nel Mediterraneo sud-occidentale, la maggior parte delle quali derivanti dal suo incrocio con la Gordal Sevillana.

Altre combinazioni includono la Safrawi; la Genovesa della Spagna orientale, a sua volta genitrice della cultivar commerciale Changlot Real; la Sebhawy egiziana; e la Rotondella di Melfi italiana.

Gómez-Gálvez ha affermato che i ricercatori intravedono una serie di applicazioni pratiche per il loro lavoro, sia immediate che a lungo termine.

Poiché molte cultivar emergenti per i sistemi di siepi ad alta densità sono discendenti diretti o indiretti dell’Arbequina, vi è preoccupazione per un potenziale restringimento della base genetica.

La selezione di cultivar a basso vigore adatte ai sistemi di siepi ad alta densità e l’uso ripetuto dell’Arbequina e del materiale genetico correlato possono aumentare l’efficienza di tali sistemi. Tuttavia, affidarsi ripetutamente a progenitori strettamente imparentati può anche aumentare l’uniformità genetica.

L’uniformità genetica può limitare la capacità delle piante di adattarsi agli stress biotici e abiotici, aumentando potenzialmente la vulnerabilità a nuovi parassiti, malattie e cambiamenti ambientali.

Gli autori non affermano che tali effetti siano stati dimostrati nelle olive. Tuttavia, osservano che, sebbene la depressione da consanguineità non sia stata ancora documentata in questa coltura, è stata ampiamente segnalata in altre specie legnose, dove può ridurre il vigore, la fioritura e l’allegagione e contribuire all’aborto dei frutti, a una germinazione dei semi e a una sopravvivenza delle piantine più scarse, a una crescita anomala e alla perdita di resistenza alle malattie.

Un riferimento completo e affidabile come l’atlante della parentela dell’olivo potrebbe quindi aiutare i selezionatori ad ampliare la base genetica, mantenendo al contempo i tratti desiderabili, consentendo loro di selezionare genitori che non siano troppo strettamente imparentati.

«Le cultivar Arróniz, Rotondella di Melfi e Zeitoun Boubezzoula, che hanno dimostrato potenziale per i sistemi a siepe, sono esempi di materiale geneticamente differenziato che potrebbe essere ulteriormente esplorato come alternativa all’uso diffuso dell’Arbequina», hanno scritto gli autori.

L’olivo presenta un sistema di autoincompatibilità composto da due gruppi, G1 e G2. Una cultivar appartenente a un gruppo è compatibile solo con cultivar dell’altro gruppo. Identificare in modo affidabile il gruppo di appartenenza di una cultivar può quindi aumentare l’efficienza e la velocità dei programmi di selezione.

Allo stesso modo, quando un selezionatore semina semi prodotti tramite impollinazione libera, si conosce solo la madre. Dati accurati sul lignaggio possono aiutare a determinare il probabile padre.

Nella zona pugliese infettata dalla Xylella fastidiosa, ad esempio, due cultivar tolleranti utilizzate per sostituire gli alberi sensibili sono la Favolosa e il Leccino.

L’atlante abbina la Favolosa, ottenuta da semi di Frantoio, a un incrocio tra Frantoio e Ascolana Tenera con un punteggio elevato, illustrando come i dati sulla discendenza possano fornire informazioni aggiuntive in casi di particolare importanza agronomica.

I ricercatori considerano inoltre l’atlante uno strumento utile per la gestione delle banche genetiche. I pedigree possono guidare la selezione delle collezioni e aiutare a stabilire l’origine del materiale con registrazioni incomplete o mancanti.

Hanno aggiunto che i quattro fondatori identificati nello studio potrebbero fungere da punti di riferimento nel decidere quali cultivar sequenziare, poiché i loro genomi possono aiutare a dedurre i dati genetici mancanti nelle cultivar correlate.

Sebbene l’atlante della filiazione dell’olivo sia già ampio, Gómez-Gálvez ritiene che ci sia ancora molto lavoro da fare.

Ha individuato nella combinazione delle informazioni genealogiche con i dati genomici e fenotipici — tra cui il periodo di fioritura, le caratteristiche dei frutti, la resistenza alle malattie, la composizione dell’olio e l’adattamento alla siccità — un importante passo successivo.

«Conoscere le relazioni tra le cultivar fornisce un quadro storico e genetico», ha affermato. «Ma la domanda successiva è: quali tratti e alleli sono stati tramandati attraverso le famiglie di cultivar?»

La ricerca potrebbe inoltre essere ampliata includendo cultivar provenienti da regioni che risultano ancora sottorappresentate negli studi genetici.

«Ciò potrebbe rivelare ulteriori genotipi fondatori e percorsi di diversificazione», ha dichiarato Gómez-Gálvez. «Siamo fermamente convinti che nel Mediterraneo orientale esista ancora un’enorme diversità che resta da caratterizzare».

L’articolo sollecita un aggiornamento continuo dell’atlante man mano che vengono genotipizzate ulteriori cultivar. Identifica inoltre relazioni che non hanno raggiunto le soglie di robustezza dello studio e che richiedono ulteriori approfondimenti.

Un esempio è una possibile linea di discendenza che va dal Lechín de Granada e dalla Gordal Sevillana attraverso il Picual e l’Hojiblanca, che secondo gli autori dovrebbe essere riesaminata utilizzando array SNP a maggiore densità o il sequenziamento dell’intero genoma.

«La diversità accumulata dell’olivo non dovrebbe essere considerata semplicemente come una collezione patrimoniale», ha concluso Gómez-Gálvez. «Si tratta di un serbatoio vivente di opzioni genetiche. Comprendere come tale diversità sia correlata è un primo passo verso un suo utilizzo più intelligente per selezionare le cultivar di cui l’olivicoltura potrebbe aver bisogno nelle future condizioni ambientali e produttive».